JP2001024987A - Successive scanning converting circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、2:1インタレ
ース信号を順次走査信号に変換する順次走査変換回路に
関するもので、特に動きベクトル検出により補間信号を
生成する順次走査変換回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a progressive scan conversion circuit for converting a 2: 1 interlace signal into a progressive scan signal, and more particularly to a progressive scan conversion circuit for generating an interpolation signal by detecting a motion vector.
【0002】[0002]
【従来の技術】現行の放送方式(NTSC方式)の高画
質化の要求に対し、2:1インタレース走査の映像信号
を順次走査信号(ノンインタレース信号)に変換する順
次走査変換回路が開発されている。2. Description of the Related Art A progressive scan conversion circuit for converting a video signal of 2: 1 interlace scan into a progressive scan signal (non-interlace signal) has been developed in response to the demand for higher image quality of the current broadcast system (NTSC system). Have been.
【0003】2:1インタレース信号を順次走査信号に
変換するには、走査線を1本置きに補間する必要がある
が、この補間処理には動き適応型処理や動き補償型処理
が提案されている。In order to convert a 2: 1 interlaced signal into a sequential scanning signal, it is necessary to interpolate every other scanning line. Motion interpolation type processing and motion compensation type processing have been proposed for this interpolation processing. ing.
【0004】動き適応型の順次走査変換回路は、入力映
像信号と1フレーム前の映像信号とを動き検出回路に入
力し、両信号の差分から動き検出を行い、該動き検出信
号に応じ、静止部分ではフィールド遅延回路による1フ
ィールド前の信号によって走査線補間(フィールド間補
間と呼ばれる)を行い、動画部分では入力映像信号と1
ライン遅延回路による1ライン前の信号とから隣接する
走査線間の平均値を求めることによって走査線補間(フ
ィールド内補間と呼ばれる)を行っている。A motion-adaptive progressive scan conversion circuit inputs an input video signal and a video signal one frame before to a motion detection circuit, performs motion detection based on the difference between the two signals, and responds to the motion detection signal according to the motion detection signal. In the part, scanning line interpolation (referred to as inter-field interpolation) is performed by the signal one field before by the field delay circuit, and in the moving image part, the input video signal and 1
Scan line interpolation (called intra-field interpolation) is performed by obtaining an average value between adjacent scan lines from a signal one line before by a line delay circuit.
【0005】しかし、このような動き適応型走査変換回
路では、動画部分においては、上下の隣接走査線の平均
値によって走査線補間を行っているため、垂直方向の解
像度は改善されない。また、静止部分では1フィールド
前の信号によって走査線補間されているため垂直解像は
改善されるが、静止していた部分が一旦動き出すと、そ
の部分は隣接する走査線の平均値によって走査線補間さ
れるため静止状態に比べて垂直解像度が劣化し、その差
が大きいために不自然さが生ずるなどの問題がある。However, in such a motion-adaptive scan conversion circuit, in a moving image portion, since the scanning line interpolation is performed by the average value of the upper and lower adjacent scanning lines, the vertical resolution is not improved. In the stationary portion, the vertical resolution is improved because the scanning line is interpolated by the signal of the previous field. However, once the stationary portion starts moving, the portion is scanned by the average value of the adjacent scanning lines. Since interpolation is performed, the vertical resolution is deteriorated as compared with the stationary state, and there is a problem that a large difference causes unnaturalness.
【0006】これに対して、動き補償型の順次走査変換
回路は、フレームやフィールド間の動きベクトルを用い
て走査線を補間するもので、前述の動き適応型の順次走
査変換回路で課題であった動画の垂直解像度の低下およ
び動画のインタレース妨害(特開平6-121289号公報など
にインタレースの折り返しによる画質妨害(インタレー
ス妨害)の記載がある)に対して効果があるが、その反
面、高精度な動きベクトル検出が要求される。On the other hand, a motion-compensated progressive scan conversion circuit interpolates a scanning line using a motion vector between frames and fields, and is a problem in the above-described motion adaptive progressive scan conversion circuit. Is effective in reducing the vertical resolution of moving images and interlacing of moving images (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-121289 describes the effect of interlace wrapping on image quality (interlacing interference)). Therefore, highly accurate motion vector detection is required.
【0007】動きベクトルは、現在の画面のある部分が
1つ前の画面のどの場所から移動したかを示すものであ
る。この動きベクトルの検出にはいくつかの方法がある
が、ブロックマッチング法がデジタル回路による処理の
容易さなどから多く用いられている。ブロックマッチン
グ法は、画像を(M×N)個の画素(例えば8画素×8
ライン)のようなブロックに分け、このブロック単位で
動きベクトルを検出する。[0007] The motion vector indicates from where on the previous screen a certain portion of the current screen has moved. There are several methods for detecting the motion vector, and the block matching method is often used because of the ease of processing by a digital circuit. In the block matching method, an image is divided into (M × N) pixels (for example, 8 pixels × 8 pixels).
The motion vector is detected on a block-by-block basis.
【0008】ブロックマッチング法では、図7に示すよ
うに、現フレーム又は現フィールド内の(M×N)個の
画素で構成された対象ブロックに対し、現フレーム又は
現フィールドとは時間的に異なる参照フレーム又は参照
フィールド上に設定した探索範囲内の、(M×N)個の
画素で構成される各候補ブロックとの相関度を評価す
る。相関度の評価値は例えば、対象ブロックと候補ブロ
ックとにおいて、同じ位置にある画素値同士の差分絶対
値を累積加算することによって求められる。求めた相関
度の評価値が最小となる候補ブロックと、参照フレーム
又は参照フィールド上に投影した対象ブロックとの間の
変位を動きベクトルとして検出する。In the block matching method, as shown in FIG. 7, a target block composed of (M × N) pixels in a current frame or a current field is temporally different from the current frame or the current field. The degree of correlation with each candidate block including (M × N) pixels in the search range set on the reference frame or the reference field is evaluated. The evaluation value of the degree of correlation is obtained, for example, by cumulatively adding the absolute value of the difference between the pixel values at the same position in the target block and the candidate block. A displacement between a candidate block having the smallest evaluation value of the obtained correlation degree and a target block projected on a reference frame or a reference field is detected as a motion vector.
【0009】このようにブロックマッチング法では、現
フレーム又は現フィールドの対象ブロックと最も似通っ
た(即ち最も相関度が高い)最適ブロックを参照フレー
ム又は参照フィールドの探索範囲内から抽出して、動き
ベクトルを検出する。従って、ある物体が1フィールド
期間にV(画素数/1フィールド期間)の速さで平行移
動しているとき、1フィールド前の画像を推定移動量V
だけシフトすれば、フィールド間での相関度が最も高い
ブロックとなる(即ちフィールド間での対象ブロックと
候補ブロックとのブロック内画素差分累積値が最も小さ
くなる)。As described above, according to the block matching method, an optimal block most similar to the target block of the current frame or the current field (ie, having the highest degree of correlation) is extracted from within the search range of the reference frame or the reference field, and the motion vector is extracted. Is detected. Therefore, when a certain object is moving in parallel at a speed of V (the number of pixels / one field period) in one field period, the image of one field before is moved to the estimated moving amount V
If only the shift is performed, the block having the highest degree of correlation between fields becomes the block (that is, the pixel difference accumulated value between the target block and the candidate block between fields becomes the smallest).
【0010】しかしながら、動物体が回転している例
や、物体そのものが変形している場合では、正確な動き
ベクトルの検出は難しく、ブロック単位での画素差分累
積値が最も小さくなる位置が正確な動きベクトルを示し
ているとは言えなくなる。また、背景と前景で動きの量
あるいは向きが異なる場合にも同様である。However, in the case where the moving object is rotating or the object itself is deformed, it is difficult to accurately detect the motion vector, and the position where the pixel difference accumulated value in the block unit becomes the smallest is accurate. It cannot be said that it indicates a motion vector. The same applies to the case where the amount of motion or the direction differs between the background and the foreground.
【0011】検出した動きベクトルが不正確な場合は、
周囲の絵柄と相関のない画像情報をブロック単位で補間
するので、ブロック状の破綻となって著しく画質を劣化
させる。If the detected motion vector is incorrect,
Since the image information having no correlation with the surrounding picture is interpolated in units of blocks, the image is deteriorated remarkably as a block-like failure.
【0012】図8に、従来例の順次走査変換回路を示
す。図8に示すように、入力端子101にはインタレース
走査の映像信号が入力され、動きベクトル検出回路10
2、動き補償補間回路103、フィールド内補間回路104に
入力される。動きベクトル検出回路102では、フィール
ド間の画像の動きを動きベクトルMVとして検出する。動
き補償補間回路103は、インタレース走査の入力映像信
号に対し、前フィールドを動きベクトルMVだけ水平、垂
直に位置移動した映像信号を生成し、合成回路106の一
方の入力端に入力する。フィールド内補間回路104は、
インタレース走査の入力映像信号に対し、フィールド内
信号処理により補間すべき走査線の信号を生成する。FIG. 8 shows a conventional progressive scan conversion circuit. As shown in FIG. 8, a video signal of interlaced scanning is input to an input terminal 101, and a motion vector detection circuit 10
2. Input to the motion compensation interpolation circuit 103 and the intra-field interpolation circuit 104. The motion vector detection circuit 102 detects the motion of an image between fields as a motion vector MV. The motion compensation interpolation circuit 103 generates a video signal obtained by moving the previous field horizontally and vertically by the motion vector MV with respect to the input video signal of the interlaced scanning, and inputs the video signal to one input terminal of the synthesis circuit 106. The intra-field interpolation circuit 104
A signal of a scanning line to be interpolated is generated by an in-field signal processing for an input video signal of interlaced scanning.
【0013】合成回路106では、動き補償補間回路103の
出力信号とフィールド内補間回路104の出力信号とが、
動きベクトルMVに応じて加算され、さらにデジタル信号
の処理範囲をオーバーフロー、アンダーフローしないよ
う処理した後、倍速変換回路107に入力する。倍速変換
回路107には、入力端子101に供給される入力信号と、合
成回路106から出力される補間信号が入力され、倍速変
換した順次走査信号を出力端子108に出力する。In the synthesis circuit 106, the output signal of the motion compensation interpolation circuit 103 and the output signal of the intra-field interpolation circuit 104 are
The digital signal is added according to the motion vector MV, and further processed so as not to overflow or underflow the processing range of the digital signal. The input signal supplied to the input terminal 101 and the interpolation signal output from the synthesizing circuit 106 are input to the double-speed conversion circuit 107, and the double-speed converted sequential scanning signal is output to the output terminal 108.
【0014】図8の従来例の動作の不具合点を図9を参
照して説明する。図9は四角形を背景にフィールド間で
円形の物体が左から右に移動する例を示しており、図9
(a) の画像から図9(b) の画像に動き補償補間する場合
について説明する。破線で示しているのが動きベクトル
を探索する対象ブロックである。1フィールド間で円形
の物体が図9(a) から図9(b) に移動しており、図9
(b)の破線で示したブロックに対して同図(a) を探索す
ると破線で示した付置が最も相関が高くなる。しかし、
この例で問題となるのは図9(b) の斜線で示した部分で
ある。Problems of the operation of the conventional example shown in FIG. 8 will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows an example in which a circular object moves from left to right between fields with a square background.
A case where motion compensation interpolation is performed from the image of FIG. 9A to the image of FIG. 9B will be described. What is indicated by a broken line is a target block for searching for a motion vector. A circular object has moved from FIG. 9 (a) to FIG. 9 (b) in one field.
When the block shown by the broken line in FIG. 2B is searched in FIG. 2A, the arrangement shown by the broken line has the highest correlation. But,
What is problematic in this example is the shaded portion in FIG. 9 (b).
【0015】図9(b) の斜線で示した部分は図9(a) か
ら動きベクトルに基づいて補間してしまうので、(b) の
斜線部分の補間走査線は動き補償補間によって(a) の四
角形の背景画像(即ち四角形の内部画像)を表示してし
まい、画質を劣化させることになる。Since the hatched portion in FIG. 9B is interpolated based on the motion vector from FIG. 9A, the interpolated scanning line in the hatched portion in FIG. Is displayed (that is, a rectangular internal image), which degrades the image quality.
【0016】図9(b) に示す斜線部分の領域が大きいと
動きベクトル検出回路102における検出段階でブロック
間に相関がないと判定され、合成回路106ではフィール
ド内補間回路104からのフィールド内補間信号を選択出
力する。この場合は動き補償補間回路103からの動き補
償補間信号でないため円形部に関しては垂直解像度を改
善することができない。(b) の斜線部分の領域が小さい
と合成回路106では動き補償補間回路103による動き補償
補間信号を主に選択出力することになるが、上述の如く
(a) の破線部分から補間するので(b) の斜線部分に相当
する領域には画質劣化が生ずる。If the shaded area shown in FIG. 9B is large, it is determined that there is no correlation between the blocks at the detection stage of the motion vector detection circuit 102, and the synthesis circuit 106 performs the intra-field interpolation from the intra-field interpolation circuit 104. Selectively output signals. In this case, the vertical resolution cannot be improved for the circular portion because the signal is not the motion compensation interpolation signal from the motion compensation interpolation circuit 103. If the shaded area of (b) is small, the synthesis circuit 106 mainly selects and outputs the motion compensation interpolation signal by the motion compensation interpolation circuit 103, as described above.
Since the interpolation is performed from the broken line in (a), the image quality deteriorates in an area corresponding to the hatched portion in (b).
【0017】ところで、画質劣化を防ぐ方法として、特
開平4−257183号公報が提案されている。この従来例
は、図10に示すように、走査線上の画素値において、
既存の走査線L1 上の画素値bと、補間する走査線の下
の走査線L2 上の画素値b′と、動き補償による走査線
上の画素値との、中央値を求めるものである。或いは、
画素値対(a,a′)、(b,b′)、(c,c′)か
ら2つの画素値の差が最小となる対を(p,p′)とし
て、この対(p,p′)を対(b,b′)の代りにメジ
アンフィルタリング処理するのに用いるものである。As a method for preventing image quality deterioration, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-257183 has been proposed. In this conventional example, as shown in FIG.
The median value of the pixel value b on the existing scan line L1, the pixel value b 'on the scan line L2 below the interpolated scan line, and the pixel value on the scan line by motion compensation is obtained. Or,
From the pair of pixel values (a, a '), (b, b'), and (c, c '), the pair that minimizes the difference between the two pixel values is (p, p'), and this pair (p, p ') ') Is used for median filtering instead of the pair (b, b').
【0018】または、2つの画素値の差が最小となる対
(p,p′)が垂直方向に対応するのか否か、すなわち
(p,p′)=(b,b′)となるかを決定し、この条
件が成り立つ場合は、画素値b,b′と動き補償による
補間値との中央値を求め、前記条件が成り立たない場合
は、画素値pとp′の平均値を補間値として出力する。Alternatively, it is determined whether the pair (p, p ') in which the difference between the two pixel values is minimum corresponds to the vertical direction, that is, whether (p, p') = (b, b '). If this condition is satisfied, the median value between the pixel values b and b 'and the interpolation value by motion compensation is obtained. If the condition is not satisfied, the average value of the pixel values p and p' is used as the interpolation value. Output.
【0019】ところが、図10の従来例で、垂直高域周
波数成分がインタレース走査により垂直低域に折り返っ
た信号では、垂直高域成分を補間することができない。
これについて、図11を参照しながら説明する。However, in the conventional example shown in FIG. 10, in a signal in which a vertical high frequency component is folded back to a vertical low frequency by interlace scanning, the vertical high frequency component cannot be interpolated.
This will be described with reference to FIG.
【0020】図11(a)は、フィールドf1 〜f3 の3
ライン間において、21フィールド期間につき2ライン
(2ライン/フィールド)の速度で黒ラインが移動して
いる場合に、フィールドf2 のX点に走査線を内挿する
のに使用する画素間の位置関係を例として示している。
ここに示す画素間の位置関係は以下に示す図11(b),
(c) の位置関係に適用されることを示している。FIG. 11A shows three fields f1 to f3.
When the black line is moving at a speed of 2 lines (2 lines / field) for 21 field periods between the lines, the positional relationship between pixels used to interpolate the scanning line at the X point of the field f2. Is shown as an example.
The positional relationship between the pixels shown here is shown in FIG.
This applies to the positional relationship of (c).
【0021】図11(b) は従来の動き補償による内挿を
示すものであり、フィールドf1 のA点とフィールドf
3 のB点から動きベクトルが検出でき、X点にはその画
素値YCとして YC=YA あるいは、YC=(YA+
YB)/2 が内挿される(YCは黒丸Cで示されてい
る)。なお、YA、YBはそれぞれA、B点の画素値を
示している。FIG. 11 (b) shows interpolation by conventional motion compensation, in which point A of field f1 and field f
3, a motion vector can be detected from the point B. At the point X, the pixel value YC is obtained as YC = YA or YC = (YA +
YB) / 2 is interpolated (YC is indicated by a black circle C). Note that YA and YB indicate pixel values at points A and B, respectively.
【0022】しかし、図10で述べた従来例(特開平4-
257183号)では、図11(c) に示すようにフィールドf
2 におけるD,E点での画素値YD、YEと隣接フィー
ルドf1 ,f3 による動き補償内挿値YCとの中央値を
求めてこれを内挿することになり、X点には同じフィー
ルド内の画素値YD或いはYEが内挿される(これは同
じフィールド内の隣接ラインD,Eでは画素値はほぼ同
じと考えられるためであり、その中央値YC′は白丸
C′で示されている)。したがって、図10の例では、
同じフィールド内での補間であるため垂直高域成分を何
ら補償しないことになり、垂直解像度が改善しないこと
になる。However, the conventional example described in FIG.
No. 257183), as shown in FIG.
2, the median value between the pixel values YD and YE at the points D and E and the motion compensation interpolation value YC based on the adjacent fields f1 and f3 is calculated and interpolated. The pixel value YD or YE is interpolated (because the pixel values are considered to be almost the same in the adjacent lines D and E in the same field, and the median value YC 'is indicated by a white circle C'). Therefore, in the example of FIG.
Since the interpolation is performed within the same field, no vertical high frequency component is compensated for, and the vertical resolution is not improved.
【0023】ここで、物体が回転している例を図12
(a)〜(c) を参照して説明する。つまり、図12(a)のフ
ィールド(N)における物体がフィールド(N+1)で
図12(b) のように回転した例を示している。この場
合、ブロックマッチング法による動きベクトル検出を採
用した場合には、図12(b) のフィールド(N+1)に
対し、図12(a)に示すフィールド(N)上の8画素×
8ラインのブロックで画素差分累積値が最小となる位置
の画像をブロック単位でフィールド(N+1)に移動し
て走査線補間するので順次走査線変換した画像は、図1
2(c) にようにフィールド(N)とフィールド(N+
1)の2つの画像が重なった状態に表示され原画像を著
しく劣化させる。Here, an example in which the object is rotating is shown in FIG.
This will be described with reference to (a) to (c). That is, an example in which the object in the field (N) in FIG. 12A is rotated in the field (N + 1) as shown in FIG. In this case, when the motion vector detection by the block matching method is adopted, the field (N + 1) shown in FIG. 12B is replaced by 8 pixels × N on the field (N) shown in FIG.
The image at the position where the pixel difference accumulated value is the minimum in the block of 8 lines is moved to the field (N + 1) in block units and the scanning line interpolation is performed.
Field (N) and field (N +
The two images of 1) are displayed in an overlapping state, and significantly deteriorate the original image.
【0024】図12に示す例では、図12(b) の画像は
図12(a)の画像に対して回転しているために図12(a)
の画像をブロック単位で平行移動しても一致することは
ない。特に前景と背景の輝度差が少ない楊合は、移動物
体のフィールド間のブロック間差分が得られにくいため
フィールド間補間が適切に動作しないという問題があ
る。In the example shown in FIG. 12, since the image of FIG. 12B is rotated with respect to the image of FIG.
Are not matched even if the image is translated in blocks. In particular, in a case of a small difference in luminance between the foreground and the background, it is difficult to obtain a difference between blocks of a field of a moving object, so that there is a problem that interpolation between fields does not operate properly.
【0025】[0025]
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、動き補償
型の順次走査変換回路では、精度の高い動きベクトルが
必要であるが、回路規模が大きいにも係わらず、検出の
誤りを完全に防ぐことは非常に困難である。特に、ブロ
ックマッチング法では、画像が回転している場合や、変
形している場合は正確な動きベクトルを検出することが
難しく、順次変換した画像は著しく劣化する場合があ
る。また、繰り返しパターンの絵柄では、相関の高いポ
イントが複数検出されるため、動きベクトル検出が誤り
易いという問題がある。As described above, a motion compensation type progressive scan conversion circuit requires a highly accurate motion vector. However, despite the large circuit size, detection errors are completely prevented. It is very difficult. In particular, with the block matching method, it is difficult to detect an accurate motion vector when the image is rotated or deformed, and the sequentially converted image may be significantly deteriorated. Further, in a pattern of a repetitive pattern, since a plurality of points having a high correlation are detected, there is a problem that the motion vector detection is easily erroneous.
【0026】そこで、本発明は、上記のように検出され
た動きベクトルが不正確な場合(例えば、画像が回転し
ている場合や変形している場合、前景と背景の輝度差が
少ない場合、繰り返しパターンの絵柄の場合)でも、表
示される画像の劣化を少なくし、動き補償型の順次走査
線変換の画質を保持することができる順次走査変換回路
を提供することを目的とするものである。Therefore, the present invention provides a method for determining whether the motion vector detected as described above is incorrect (for example, when the image is rotated or deformed, when the luminance difference between the foreground and background is small, It is an object of the present invention to provide a progressive scan conversion circuit that can reduce the deterioration of a displayed image even in the case of a pattern of a repetitive pattern) and maintain the image quality of the motion compensated progressive scan line conversion. .
【0027】[0027]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明による順
次走査変換回路は、映像信号のフレーム間若しくはフィ
ールド間の画像の動きを動きベクトルとして検出する動
きベクトル検出回路と、検出した動きベクトルに応じて
隣接する少なくとも1つのフィールドの映像信号を動き
補償して出力する動き補償補間回路と、動き補償した前
記フィールドの垂直高域成分を抽出する回路と、現フィ
ールドの垂直低域成分を生成する回路と、前記垂直高域
成分と前記垂直低域成分を加算し補間信号として出力す
る合成回路とを具備したことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a progressive scan conversion circuit comprising: a motion vector detecting circuit for detecting a motion of an image between frames or fields of a video signal as a motion vector; Accordingly, a motion compensation interpolator for motion-compensating and outputting a video signal of at least one adjacent field, a circuit for extracting a vertical high-frequency component of the motion-compensated field, and generating a vertical low-frequency component of the current field. And a combining circuit for adding the vertical high-frequency component and the vertical low-frequency component and outputting the result as an interpolation signal.
【0028】また、請求項4の発明による順次走査変換
回路は、映像信号のフレーム間若しくはフィールド間の
画像の動きを動きベクトルとして検出する動きベクトル
検出回路と、検出した動きベクトルに応じて隣接する少
なくとも1つのフィールドの映像信号を動き補償して出
力する動き補償補間回路と、動き補償した前記フィール
ドの垂直高域成分を抽出する回路と、現フィールド内の
ライン間の相関判定に基づいて垂直低域成分を生成する
回路と、前記垂直高域成分と前紀垂直低域成分を加算し
補間信号として出力する合成回路とを具備したことを特
徴とする。Further, the progressive scan conversion circuit according to the invention of claim 4 is adjacent to a motion vector detection circuit for detecting a motion of an image between frames or fields of a video signal as a motion vector in accordance with the detected motion vector. A motion compensation interpolator for motion-compensating and outputting the video signal of at least one field, a circuit for extracting a vertical high-frequency component of the motion-compensated field, and a vertical low-frequency component based on a correlation determination between lines in the current field. A circuit for generating a band component; and a synthesizing circuit for adding the vertical high band component and the previous low vertical band component and outputting the result as an interpolation signal.
【0029】請求項1,4の発明の順次走査変換回路に
よれば、検出した動きベクトルにより動き補償した隣接
する少なくとも1つのフィールドの垂直高域成分と現フ
ィールドの垂直低域成分との合成信号を補間信号とする
ことで、動きベクトルが不正確な場合における順次走査
変換した画像の画質劣化を防止することができる。According to the progressive scan conversion circuit of the first and fourth aspects of the present invention, the synthesized signal of the vertical high frequency component of at least one adjacent field and the vertical low frequency component of the current field, motion compensated by the detected motion vector. Is used as an interpolation signal, it is possible to prevent the image quality of a progressive scan-converted image from deteriorating when the motion vector is incorrect.
【0030】さらに、ライン間の相関判定に基づいてフ
ィールド内の垂直低域成分を抽出することで、動画画質
の向上を図ることができる。Further, by extracting vertical low-frequency components in the field based on the determination of the correlation between lines, it is possible to improve the moving image quality.
【0031】[0031]
【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態の
順次走査変換回路を示すブロック図である。図8と同一
構成要素には同一符号を付して説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a progressive scan conversion circuit according to a first embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 8 are described with the same reference numerals.
【0032】図1において図8と異なる点は、動き補償
補間回路103と合成回路106との間に、動き補償した隣接
する少なくとも1つのフィールド例えば前フィールドの
垂直高域成分を抽出する垂直帯域通過フィルタ(V−B
PF)105を設け、動き補償した前フィールドの垂直高
域成分と、フィールド内補間回路104で生成される現フ
ィールドの垂直低域成分とを合成回路106で加算したも
のを走査線補間信号として出力するように構成したもの
である。FIG. 1 differs from FIG. 8 in that a vertical band-pass for extracting a vertical high-frequency component of at least one adjacent field, for example, the previous field, which has been motion-compensated, is provided between the motion compensation interpolation circuit 103 and the synthesis circuit 106. Filter (V-B
PF) 105, and outputs, as a scanning line interpolation signal, a signal obtained by adding the vertical high frequency component of the previous field subjected to motion compensation and the vertical low frequency component of the current field generated by the intra-field interpolation circuit 104 by the synthesis circuit 106. It is configured so that
【0033】図1で、入力端子101にはインタレース走
査の映像信号が人力され、動きベクトル検出回路102、
動き補償補間回路103、フィールド内補間回路104に入力
される。動きベクトル検出回路102では、フィールド間
の画像の動きを動きベクトルMVとして検出する。In FIG. 1, an interlaced scanning video signal is input to an input terminal 101, and a motion vector detecting circuit 102,
It is input to the motion compensation interpolation circuit 103 and the intra-field interpolation circuit 104. The motion vector detection circuit 102 detects the motion of an image between fields as a motion vector MV.
【0034】動き補償補間回路103は、隣接する少なく
とも1つのフィールド例えば前フィールドの画像を動き
ベクトルMVだけ水平、垂直に位置移動して動き補償を行
い、動き補償した前フィールドの画像をV−BPF105
に供給する。図2で、このときのV−BPF105の通過
特性について説明すると、V−BPF105の特性は、前
フィールドf1 について動きベクトルの中心となる走査
線をYA、その1ライン上に位置する走査線をYF、1ラ
イン下に位置する走査線をYGとして、V−BPF105
の出力信号は、 V−BPF105の出力信号=(−YF+2YA−YG)/4 …(1) となる帯域通過特性とする。式(1)には垂直高域成分
が含まれている。The motion compensation interpolation circuit 103 performs motion compensation by moving the image of at least one adjacent field, for example, the image of the previous field horizontally and vertically by the motion vector MV, and performs the V-BPF 105 on the image of the motion-compensated previous field.
To supply. The pass characteristics of the V-BPF 105 at this time will be described with reference to FIG. 2. The characteristics of the V-BPF 105 are as follows. For the previous field f1, the scanning line at the center of the motion vector is YA, and the scanning line located on one line is YF. , The scanning line located one line below is defined as YG, and the V-BPF 105
Is an output signal of the V-BPF 105 = (− YF + 2YA−YG) / 4 (1). Equation (1) includes a vertical high frequency component.
【0035】図1に戻って、V−BPF1O5の出力信号
は、合成回路106でフィールド内補間回路104の出力信号
と動きベクトルMVに応じて加算され、デジタル信号の処
理範囲をオーバーフロー、アンダーフローしないよう処
理した後、倍速変換回路107に入力される。倍速変換回
路107には、入力端子101に供給される入力信号と、合成
回路106から出力される走査線補間信号が入力され、倍
速変換された順次走査信号が出力端子108に出力され
る。Returning to FIG. 1, the output signal of the V-BPF 105 is added by the synthesizing circuit 106 according to the output signal of the intra-field interpolation circuit 104 and the motion vector MV, so that the processing range of the digital signal does not overflow or underflow. After that, the signal is input to the double speed conversion circuit 107. The input signal supplied to the input terminal 101 and the scanning line interpolation signal output from the synthesizing circuit 106 are input to the double speed conversion circuit 107, and the double speed converted sequential scanning signal is output to the output terminal 108.
【0036】図3は、フィールド内補間回路104の一例
を示すブロック図である。図3に示すフィールド内補間
回路104は、現フィールドf2 (図2参照)について隣
接する上下の走査線YD,YEの平均信号を生成するも
のである。FIG. 3 is a block diagram showing an example of the intra-field interpolation circuit 104. The intra-field interpolation circuit 104 shown in FIG. 3 generates an average signal of the adjacent upper and lower scanning lines YD and YE for the current field f2 (see FIG. 2).
【0037】図3に示すフィールド内補間回路104は、
1H遅延回路201と、加算器202と、係数器203とで構成
されている。The intra-field interpolation circuit 104 shown in FIG.
It comprises a 1H delay circuit 201, an adder 202, and a coefficient unit 203.
【0038】入力端子101からの入力映像信号は1H遅
延回路201と加算器202に入力される。1ライン上に位置
する走査線をYD、1ライン下に位置する走査線をYE
とすると、加算器202では、1ライン前の信号即ち1H
遅延信号YDと、現ラインの信号即ち非遅延信号YEと
が加算され、係数器203で1/2にされて、フィールド内補
間回路104の出力信号は、 フィールド内補間回路104の出力信号=(YD+YE)/2 …(2) の低域通過特性を有したものとなる。An input video signal from an input terminal 101 is input to a 1H delay circuit 201 and an adder 202. The scanning line located one line above is YD, and the scanning line located one line below is YE
In the adder 202, the signal of the previous line, that is, 1H
The delayed signal YD and the signal of the current line, that is, the non-delayed signal YE are added and halved by the coefficient unit 203, and the output signal of the intra-field interpolation circuit 104 becomes the output signal of the intra-field interpolation circuit 104 = ( YD + YE) / 2 (2).
【0039】従って、図1の合成回路106では、走査線
補間信号として、 走査線補間信号 =〔V−BPF105の出力信号〕+〔フィールド内補間回路104の出力信号〕 =(−YF+2YA−YG)/4 +(YD+YE)/2 …(3) の信号をオーバーフロー、アンダーフロー処理して出力
する。この信号は垂直高域成分を含んでおり、動画の垂
直解像度が改善されることになる。Therefore, in the synthesizing circuit 106 shown in FIG. 1, as the scanning line interpolation signal, the scanning line interpolation signal = [the output signal of the V-BPF 105] + [the output signal of the intra-field interpolation circuit 104] = (-YF + 2YA-YG) / 4 + (YD + YE) / 2 (3) The signal of (3) is subjected to overflow and underflow processing and output. This signal contains a vertical high-frequency component, and the vertical resolution of a moving image is improved.
【0040】また、本発明によれば、図9に示す水平移
動の例では、動き補償補間回路103の出力信号は図9(b)
の対象ブロックに対して図9(a)の破線で囲んだ領域
(前フィールドにおける最も相関の高いブロック)の映
像信号を出力する。そして、次段のV−BPF1O5で垂
直高域成分が抽出される。図9(a)の前フィールドにお
ける破線内には背景である四角形の線分(横線)による
垂直高域成分がないため、図9(b) の現フィールドにお
ける斜線で示した部分には図9(a)の映像信号を何ら補
間せず、画質は劣化しない。一方、前景である円形部に
ついては、図9(a)の破線内の円形の線分(円弧線)に
よる垂直高域成分を動き補償するので、垂直解像度を向
上させることができる。According to the present invention, in the example of the horizontal movement shown in FIG. 9, the output signal of the motion compensation interpolation circuit 103 is shown in FIG.
The video signal of the area (the block having the highest correlation in the previous field) enclosed by the broken line in FIG. Then, the vertical high frequency component is extracted by the next stage V-BPF1O5. Since there is no vertical high frequency component due to a rectangular line segment (horizontal line) as a background within the broken line in the previous field of FIG. 9A, the hatched portion in the current field of FIG. The video signal of (a) is not interpolated at all, and the image quality does not deteriorate. On the other hand, with respect to the circular portion that is the foreground, the vertical high frequency component by the circular line segment (arc line) within the broken line in FIG. 9A is motion-compensated, so that the vertical resolution can be improved.
【0041】さらに、本発明によれば、図12の(a),
(b) に示す回転の例では、現フィールドにおけるフィー
ルド内補間信号に対して、動き補償した前フィールドの
垂直高域成分を加えることになるので、順次走査線変換
した画像は、図12(d) に示すように水平エッジ部が走
査線補間された画像となる(ヒゲ状の横線が補間表示さ
れる)が、従来処理と比べれば画像の劣化は極めて小さ
い。Further, according to the present invention, FIG.
In the example of the rotation shown in (b), since the vertical high frequency component of the previous field subjected to motion compensation is added to the intra-field interpolation signal in the current field, the image obtained by sequentially performing the scan line conversion is shown in FIG. As shown in (), the horizontal edge portion becomes an image in which the scanning line is interpolated (whisker-like horizontal lines are interpolated and displayed). However, the deterioration of the image is extremely small as compared with the conventional processing.
【0042】図4は本発明の第2の実施の形態の順次走
査変換回路を示すブロック図である。図1と同一構成要
素には同一符号を付して説明する。FIG. 4 is a block diagram showing a progressive scan conversion circuit according to a second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 will be described with the same reference numerals.
【0043】図4において図1と異なる点は、動き補償
補間回路103aは、検出した動きベクトルMVに応じて前
フィールド,後フィールドの映像信号をそれぞれ動き補
償して出力するものであることと、動き補償補間回路10
3aで動き補償した前フィールドの映像信号の垂直高域
成分を抽出する垂直帯域通過フィルタ(V−BPF)10
5aと、動き補償補間回路103aで動き補償した後フィー
ルドの映像信号の垂直高域成分を抽出する垂直帯域通過
フィルタ(V−BPF)105bとを設け、動き補償した
前フィールド,後フィールドの各垂直高域成分と、フィ
ールド内補間回路104で生成される現フィールドの垂直
低域成分とを合成回路106aで動きベクトルMVに応じて
加算したものを走査線補間信号として出力するように構
成したことである。FIG. 4 differs from FIG. 1 in that the motion compensation interpolation circuit 103a performs motion compensation on the video signal of the previous field and the video signal of the next field in accordance with the detected motion vector MV, and outputs the result. Motion compensation interpolation circuit 10
A vertical band-pass filter (V-BPF) 10 for extracting a vertical high-frequency component of the video signal of the previous field, motion-compensated in 3a
5a and a vertical band-pass filter (V-BPF) 105b for extracting a vertical high-frequency component of the video signal of the field after motion compensation by the motion compensation interpolation circuit 103a. By combining the high-frequency component and the vertical low-frequency component of the current field generated by the intra-field interpolation circuit 104 according to the motion vector MV in the synthesis circuit 106a, a signal is output as a scanning line interpolation signal. is there.
【0044】図4で、入力端子101にはインタレース走
査の映像信号が人力され、動きベクトル検出回路102、
動き補償補間回路103a、フィールド内補間回路104に入
力される。動きベクトル検出回路102では、フィールド
間の画像の動きを動きベクトルMVとして検出する。In FIG. 4, an interlaced scanning video signal is input to an input terminal 101, and a motion vector detecting circuit 102,
The motion compensation interpolation circuit 103a and the intra-field interpolation circuit 104 are input. The motion vector detection circuit 102 detects the motion of an image between fields as a motion vector MV.
【0045】動き補償補間回路103aは、隣接する少な
くとも1つのフィールド例えば前フィールド,後フィー
ルドの画像を動きベクトルMVだけ水平、垂直に位置移動
して動き補償を行い、動き補償した前フィールド,後フ
ィールドの画像をそれぞれV−BPF105a,V−BP
F105bに供給する。図2で、このときのV−BPF105
a,105bの通過特性について説明すると、V−BPF1
05aの特性は、前フィールドf1 について動きベクトル
の中心となる走査線をYA、その1ライン上に位置する
走査線をYF、1ライン下に位置する走査線をYGとし
て、V−BPF105aの出力信号は、 V−BPF105aの出力信号=(−YF+2YA−YG)/8 …(4) となる帯域通過特性とする。The motion compensation interpolation circuit 103a performs motion compensation by moving the image of at least one adjacent field, for example, the previous field and the next field horizontally and vertically by the motion vector MV, and performs the motion compensation of the previous field and the next field. Images of V-BPF 105a and V-BP
Supply to F105b. FIG. 2 shows the V-BPF 105 at this time.
a, 105b, the V-BPF1
The characteristic of the output signal of the V-BPF 105a is that the scanning line which is the center of the motion vector for the previous field f1 is YA, the scanning line located one line above is YF, and the scanning line located one line below is YG. The output signal of the V-BPF 105a = (− YF + 2YA−YG) / 8 (4).
【0046】また、V−BPF105bの特性は、後フィ
ールドf3 について動きベクトルの中心となる走査線を
YB、その1ライン上に位置する走査線をYH、1ライ
ン下に位置する走査線をYIとして、V−BPF105b
の出力信号は、 V−BPF105bの出力信号=(−YH+2YB−YI)/8 …(5) となる帯域通過特性とする。式(4),(5)には垂直
高域成分が含まれている。The characteristics of the V-BPF 105b are as follows. For the subsequent field f3, the scanning line that is the center of the motion vector is YB, the scanning line located one line above is YH, and the scanning line located one line below is YI. , V-BPF105b
Is an output signal of the V-BPF 105b = (− YH + 2YB−YI) / 8 (5). Equations (4) and (5) include a vertical high frequency component.
【0047】図4に戻って、V−BPF1O5a,1O5bの
出力信号は、合成回路106aでフィールド内補間回路104
の出力信号と動きベクトルMVに応じて加算され、デジタ
ル信号の処理範囲をオーバーフロー、アンダーフローし
ないよう処理した後、倍速変換回路107に入力される。
倍速変換回路107には、入力端子101に供給される入力信
号と、合成回路106aから出力される走査線補間信号が
入力され、倍速変換された順次走査信号が出力端子108
に出力される。Returning to FIG. 4, the output signals of the V-BPFs 105a and 105b are output from the combining circuit 106a to the intra-field interpolation circuit 104.
Are added according to the motion signal MV and the motion vector MV, and the digital signal is processed so that the processing range of the digital signal does not overflow or underflow.
The input signal supplied to the input terminal 101 and the scanning line interpolation signal output from the synthesis circuit 106a are input to the double speed conversion circuit 107, and the double speed converted sequential scanning signal is output to the output terminal 108.
Is output to
【0048】ここで、フィールド内補間回路104として
図3に示した回路を用いれば、図4の合成回路106aで
は、走査線補間信号として、 走査線補間信号 =〔V−BPF105aの出力信号〕+〔V−BPF105bの出力信号〕+〔フィー ルド内補間回路104の出力信号〕 =(−YF+2YA−YG)/8 +(−YH+2YB−YI)/8 +(YD+ YE)/2 …(6) の信号をオーバーフロー、アンダーフロー処理して出力
する。この信号は垂直高域成分を含んでおり、動画の垂
直解像度が改善されることになる。Here, if the circuit shown in FIG. 3 is used as the intra-field interpolation circuit 104, the synthesizing circuit 106a in FIG. 4 uses the following as the scanning line interpolation signal: scanning line interpolation signal = [output signal of V-BPF 105a] + [Output signal of V-BPF 105b] + [Output signal of inter-field interpolation circuit 104] = (-YF + 2YA-YG) / 8 + (-YH + 2YB-YI) / 8 + (YD + YE) / 2 (6) Outputs signals after overflow and underflow processing. This signal contains a vertical high-frequency component, and the vertical resolution of a moving image is improved.
【0049】図5は、フィールド内補間回路104の他の
例を示すブロック図である。図5に示すフィールド内補
間回路104は、現フィールド内のライン間の相関判定に
基づいて垂直低域成分を生成するものである。FIG. 5 is a block diagram showing another example of the intra-field interpolation circuit 104. The intra-field interpolation circuit 104 shown in FIG. 5 generates a vertical low-frequency component based on the correlation between lines in the current field.
【0050】図5に示すフィールド内補間回路104は、
1H遅延回路301と、加算器302と、低域通過フィルタ
(LPF)303,304と、補間信号生成回路305と、相関
判定回路306と、セレクタ307と、高域通過フィルタ(H
PF)308と、加算器309とで構成されている。The intra-field interpolation circuit 104 shown in FIG.
1H delay circuit 301, adder 302, low-pass filters (LPF) 303 and 304, interpolation signal generation circuit 305, correlation determination circuit 306, selector 307, and high-pass filter (H
PF) 308 and an adder 309.
【0051】入力端子101からの入力映像信号は1H遅
延回路301と低域通過フィルタ(LPF)303に入力され
る。補間信号生成回路305および相関判定回路306には、
LPF303の出力信号と前記1H遅延回路301の出力信号
をLPF304を介した信号とが入力される。補間信号生
成回路305は、1ライン前の走査線信号である1H遅延
信号の低域成分と現ラインの走査線信号である非遅延信
号の低域成分とを入力し、図6に示すように上下ライン
間で相互に対応する画素値の組(画素値対)を生成す
る。相関判定回路306は2つの走査線信号の水平低域成
分から絵柄の相関判定を行い、その絵柄相関に基づきセ
レクタ307にて補間信号生成回路305からの画素値対を選
択しそれらの対値を平均化し出力させる。そして、加算
回路309で、セレクタ307の選択出力を、加算器302及び
高域通過フィルタ(HPF)308による上下ライン間和
信号の水平高域成分と加算し出力する。The input video signal from the input terminal 101 is input to a 1H delay circuit 301 and a low-pass filter (LPF) 303. The interpolation signal generation circuit 305 and the correlation determination circuit 306 include:
The output signal of the LPF 303 and the output signal of the 1H delay circuit 301 through the LPF 304 are input. The interpolation signal generation circuit 305 receives the low-frequency component of the 1H delay signal, which is the previous scanning line signal, and the low-frequency component of the non-delay signal, which is the current scanning line signal, as shown in FIG. A pair of pixel values (pixel value pair) corresponding to each other between the upper and lower lines is generated. The correlation determination circuit 306 performs a correlation determination of a pattern from the horizontal low-frequency components of the two scanning line signals, selects a pixel value pair from the interpolation signal generation circuit 305 by the selector 307 based on the pattern correlation, and determines the pair value thereof. Average and output. Then, the addition circuit 309 adds the selected output of the selector 307 to the horizontal high-frequency component of the sum signal between the upper and lower lines by the adder 302 and the high-pass filter (HPF) 308 and outputs the result.
【0052】次に、図6に基づいて図5の動作を説明す
る。相関判定回路306は1H前の走査線上の水平低域成
分の画素値A-3〜A+3と現在の走査線上の水平低域成分
の画素値B-3〜B+3から画素間の相関判定を行う。画素
値対(A-1,B+1)、(A+1,B-1)の差分の大小比較
を行い、 |A-1−B+1|>|A+1−B-1| …(7) |A0 −B0 |>|A+1−B-1| …(8) 式(7)かつ(8)が成り立つ場合、さらに画素値対
(A+1,B-1)と(A+2,B-2)の差分の大小比較を行
う。Next, the operation of FIG. 5 will be described with reference to FIG. The correlation determination circuit 306 calculates the correlation between the pixels based on the pixel values A-3 to A + 3 of the horizontal low band component on the scanning line 1H before and the pixel values B-3 to B + 3 of the horizontal low band component on the current scanning line. Make a decision. The magnitude of the difference between the pixel value pairs (A-1, B + 1) and (A + 1, B-1) is compared, and | A-1-B + 1 |> | A + 1-B-1 | (7) | A0 -B0 |> | A + 1-B-1 | (8) If the equations (7) and (8) hold, the pixel value pairs (A + 1, B-1) and (A) +2, B-2).
【0053】 |A+1−B-1|>|A+2−B-2| …(9) |A+2−B-2|>|A+3−B-3| …(10) となった場合は画素値対(A+2,B-2)が最も相関ある
画素値対として判定される。また、式(8)が成り立た
ず、 |A0 −B0 |≦|A+1−B-1| …(11) の場合は、画素値対(A0 ,B0 )が最も相関ある画素
値対として判定される。| A + 1-B-1 |> | A + 2-B-2 | (9) | A + 2-B-2 |> | A + 3-B-3 | (10) If so, the pixel value pair (A + 2, B-2) is determined as the most correlated pixel value pair. If equation (8) does not hold, and | A0-B0 | ≤ | A + 1-B-1 | (11), the pixel value pair (A0, B0) is determined as the most correlated pixel value pair. Is done.
【0054】図6の例では、画素値対(A+2,B-2)が
最も相関ある画素値対として判定され、セレクタ307で
(A+2 + B-2)/2が選択出力される。加算器309で
(A0+B0 )/2の水平高域成分と加算され、出力さ
れる。In the example of FIG. 6, the pixel value pair (A + 2, B-2) is determined as the most correlated pixel value pair, and (A + 2 + B-2) / 2 is selectively output by the selector 307. You. An adder 309 adds the horizontal high frequency component of (A0 + B0) / 2 and outputs the result.
【0055】図5のフィールド内補間回路104で得られ
る出力信号は、単なる上下画素対から補間するよりも斜
め線が滑らかに表示される。すなわち、絵柄の変化方向
によっては、単なる上下間の画素値から生成するよりも
インタレース信号の折り返し成分を軽減することができ
る。In the output signal obtained by the intra-field interpolation circuit 104 of FIG. 5, diagonal lines are displayed more smoothly than when interpolation is performed from a simple pair of upper and lower pixels. That is, depending on the direction in which the picture changes, the aliasing component of the interlaced signal can be reduced as compared with the case where the pattern is simply generated from the upper and lower pixel values.
【0056】図5のフィールド内補間回路104で生成し
た垂直低域成分と、図1で述べた動きベクトル検出によ
り動き補償した前フィールドの垂直高域成分とを、図1
に示した合成回路106で加算することで、倍速変換回路1
07で順次走査変換された画像の画質を向上させることが
できる。The vertical low-frequency component generated by the intra-field interpolation circuit 104 of FIG. 5 and the vertical high-frequency component of the previous field which has been motion-compensated by the motion vector detection described in FIG.
The double-speed conversion circuit 1
It is possible to improve the image quality of the image that is sequentially scan-converted in 07.
【0057】なお、図5のフィールド内補間回路104で
生成した垂直低域成分と、図4で述べた動きベクトル検
出により動き補償した前フィールド,後フィールドの各
垂直高域成分とを、図4に示した合成回路106aで加算
することで、倍速変換回路107で順次走査変換された画
像の画質を向上させることもできる。The vertical low-frequency component generated by the intra-field interpolation circuit 104 of FIG. 5 and the vertical high-frequency components of the previous field and the subsequent field which have been motion-compensated by the motion vector detection described in FIG. By the addition in the synthesizing circuit 106a, the image quality of the image sequentially scanned and converted by the double speed conversion circuit 107 can be improved.
【0058】また、以上述べた実施の形態では、複数の
デジタル回路を組み合わせたものについて説明したが、
プログラマブルなデジタル信号処理を行う映像DSP
(Digital Signal Processor)を用いても同様の走査線
補間処理を行うことができる。Also, in the above-described embodiment, a combination of a plurality of digital circuits has been described.
Video DSP that performs programmable digital signal processing
(Digital Signal Processor) can perform the same scanning line interpolation processing.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、動き
補償した前フィールドの垂直高域成分と現フィールドの
垂直低域成分とを加算し走査線補間信号を作成するの
で、動画の垂直高域成分の向上およびインタレース信号
による折り返し成分の低減を図ることができる。また、
背景と前景で動きの大きさや方向が異なる場合、あるい
は物体の動きが回転する場合でも、動き補償による成分
を垂直高域成分に限ることで画質の劣化を防ぐことがで
きる。つまり、垂直高域部の動き補償する頻度を上げる
ことができる。As described above, according to the present invention, the vertical interpolation component of the moving image is generated by adding the vertical high frequency component of the previous field and the vertical low frequency component of the current field which have been motion compensated. It is possible to improve the high frequency component and reduce the aliasing component due to the interlace signal. Also,
Even when the magnitude and direction of the motion are different between the background and the foreground, or when the motion of the object is rotating, the deterioration of the image quality can be prevented by limiting the component by the motion compensation to the vertical high frequency component. In other words, it is possible to increase the frequency of motion compensation in the vertical high frequency region.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の一実施の形態の順次走査変換回路を示
すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a progressive scan conversion circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の実施の形態の動作を説明する図。FIG. 2 is a view for explaining the operation of the embodiment in FIG. 1;
【図3】フィールド内補間回路の一例を示すブロック
図。FIG. 3 is a block diagram showing an example of an intra-field interpolation circuit.
【図4】本発明の他の実施の形態の順次走査変換回路を
示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a progressive scan conversion circuit according to another embodiment of the present invention.
【図5】フィールド内補間回路の他の例を示すブロック
図。FIG. 5 is a block diagram showing another example of the intra-field interpolation circuit.
【図6】図5の動作を説明する図。FIG. 6 is a view for explaining the operation of FIG. 5;
【図7】動きベクトルの検出方法を説明する図。FIG. 7 is a diagram illustrating a method for detecting a motion vector.
【図8】従来の順次走査変換回路を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a conventional progressive scan conversion circuit.
【図9】図8の従来例の欠点を説明する図。FIG. 9 is a view for explaining the drawbacks of the conventional example of FIG. 8;
【図10】従来技術を説明する図。FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional technique.
【図11】図10の従来例の欠点を説明する図。FIG. 11 is a view for explaining the drawbacks of the conventional example of FIG. 10;
【図12】従来例の順次変換の欠点を説明する図。FIG. 12 is a view for explaining a drawback of the conventional sequential conversion.
102…動きベクトル検出回路 103,103a…動き補償補間回路 104…フィールド内補間回路 105,105a,105b…垂直帯域通過フィルタ 106,106a…合成回路 102: motion vector detection circuit 103, 103a: motion compensation interpolation circuit 104: intra-field interpolation circuit 105, 105a, 105b ... vertical band-pass filter 106, 106a ... synthesis circuit
Claims (5)
信号に変換する順次走査変換回路において、 映像信号のフレーム間もしくはフィールド間の画像の動
きを動きベクトルとして検出する動きベクトル検出回路
と、 検出した動きベクトルに応じて隣接する少なくとも1つ
のフィールドの映像信号を動き補償して出力する動き補
償補間回路と、 動き補償した前記フィールドの垂直高域成分を抽出する
回路と、 現フィールドの垂直低域成分を生成する回路と、 前許垂直高域成分と前記垂直低域成分を加算し補間信号
として出力する合成回路とを具備したことを特徴とする
順次走査変換回路。1. A progressive scan conversion circuit for converting an interlaced video signal into a progressive scan video signal, comprising: a motion vector detection circuit for detecting a motion of an image between frames or fields of a video signal as a motion vector; A motion compensation interpolator for motion-compensating and outputting a video signal of at least one adjacent field in accordance with the obtained motion vector; a circuit for extracting a vertical high-frequency component of the motion-compensated field; A progressive scan conversion circuit, comprising: a circuit for generating a component; and a synthesis circuit for adding the previously allowed vertical high frequency component and the vertical low frequency component and outputting the result as an interpolation signal.
映像信号を動き補償して出力するものであり、 前記の動き補償した隣接する少なくとも1つのフィール
ドの垂直高域成分を抽出する回路は、 前フィールドについて動きベクトルの中心となる走査線
をYA、その1ライン上に位置する走査線をYF、1ラ
イン下に位置する走査線をYGとして (−YF+2YA−YG)/4 の帯域通過特性を有するものであり、 前記の現フィールドの垂直低域成分を生成する回路は、 現フィールドについて隣接する上下の走査線の平均信号
を発生するものであって、1ライン上に位置する走査線
をYD、1ライン下に位置する走査線をYEとして (YD+YE)/2 の低域通過特性を有するものであることを特徴とする請
求項1記載の順次走査変換回路。2. The motion compensation interpolation circuit according to claim 1, wherein the motion compensation interpolation circuit performs motion compensation on a video signal of a previous field and outputs the video signal. The bandpass characteristic of (−YF + 2YA−YG) / 4 is defined assuming that the scanning line that is the center of the motion vector for the previous field is YA, the scanning line located one line above is YF, and the scanning line located one line below is YG. The circuit for generating the vertical low-frequency component of the current field generates an average signal of adjacent upper and lower scanning lines with respect to the current field. 2. The progressive scan conversion according to claim 1, wherein the scanning line located one line below has a low-pass characteristic of (YD + YE) / 2 as YE. Road.
後フィールドの映像信号をそれぞれ動き補償して出力す
るものであり、 前記の動き補償した隣接する少なくとも1つのフィール
ドの垂直高域成分を抽出する回路は、 前フィールドについて動きベクトルの中心となる走査線
をYA、その1ライン上に位置する走査線をYF、1ラ
イン下に位置する走査線をYGとして (−YF+2YA−YG)/8 の帯域通過特性を有し、 後フィールドについて動きベクトルの中心となる走査線
をYB、その1ライン上に位置する走査線をYH、1ラ
イン下に位置する走査線をYIとして (−YH+2YB−YI)/8 の帯域通過特性を有するものであり、 前記の現フィールドの垂直低域成分を生成する回路は、 現フィールドについて隣接する上下の走査線の平均信号
を発生するものであって、1ライン上に位置する走査線
をYD、1ライン下に位置する走査線をYEとして (YD+YE)/2 の低域通過特性を有するものであることを特徴とする請
求項1記載の順次走査変換回路。3. The motion compensation interpolation circuit according to claim 1, wherein:
The video signal of the next field is motion-compensated and output, and the circuit for extracting the vertical high-frequency component of at least one adjacent field which has been motion-compensated includes a scanning line serving as a center of a motion vector for the previous field. Is YA, the scanning line located one line above is YF, and the scanning line located one line below is YG, the bandpass characteristic is (−YF + 2YA−YG) / 8, and the center of the motion vector is The scanning line having a band-pass characteristic of (−YH + 2YB−YI) / 8 is defined as YB, a scanning line located one line above the scanning line is YH, and a scanning line located one line below the scanning line is YI. The circuit for generating the vertical low-frequency component of the field generates an average signal of adjacent upper and lower scanning lines for the current field. Progressive scanning conversion circuit according to claim 1, wherein the scan lines of the scan lines located under the YD, 1 line and has a (YD + YE) / 2 of the low-pass characteristic as YE located.
信号に変換する順次走査変換回路において、 映像信号のフレーム間もしくはフィールド間の画像の動
きを動きベクトルとして検出する動きベクトル検出回路
と、 検出した動きベクトルに応じて隣接する少なくとも1つ
のフィールドの映像信号を動き補償して出力する動き補
償補間回路と、 動き補償した前記フィールドの垂直高域成分を抽出する
回路と、 現フィールド内のライン間の相関判定に基づいて垂直低
域成分を生成する回路と、 前記垂直高域成分と前記垂直低域成分を加算し補間信号
として出力する合成回路とを具備したことを特徴とする
順次走査変換回路。4. A progressive scan conversion circuit for converting an interlaced video signal into a progressive scan video signal, comprising: a motion vector detection circuit for detecting a motion of an image between frames or fields of a video signal as a motion vector; A motion compensation interpolator for motion-compensating and outputting a video signal of at least one adjacent field in accordance with the obtained motion vector; a circuit for extracting a vertical high-frequency component of the motion-compensated field; A progressive scan conversion circuit comprising: a circuit that generates a vertical low frequency component based on the correlation determination of: and a synthesis circuit that adds the vertical high frequency component and the vertical low frequency component and outputs the result as an interpolation signal. .
つのフィールドの垂直高域成分を抽出する回路は、 前フィールドについて動きベクトルの中心となる走査線
をYA、その1ライン上に位置する走査線をYF、1ラ
イン下に位置する走査線をYGとして (−YF+2YA−YG)/4 の帯域通過特性を有するものであり、 前記の現フィールド内のライン間の相関判定に基づいて
垂直低域成分を生成する回路は、 隣接する上下の走査線について、1ライン上の走査線上
の水平低域成分の画素値A-3〜A+3と、1ライン下の走
査線上の水平低域成分の画素値B-3〜B+3から画素間の
相関判定を行い、画素値対(A-1,B+1)、(A+1,B
-1)の差分の大小比較を行い、 |A-1−B+1|>|A+1−B-1| …(a) |A0 −B0 |>|A+1−B-1| …(b) 式(a)かつ(b)が成り立つ場合、さらに画素値対(A+1,
B-1)と(A+2,B-2)の差分の大小比較を行い、 |A+1−B-1|>|A+2−B-2| |A+2−B-2|>|A+3−B-3| となった場合は画素値対(A+2,B-2)が最も相関ある
画素値対として判定され、また、式(b)が成り立たず、 |A0 −B0 |≦|A+1−B-1| の場合は、画素値対(A0 ,B0 )が最も相関ある画素
値対として判定され、そして、最も相関ある画素値対と
して判定された画素値対(A+2,B-2)又は(A0 ,B
0 )について、(A+2 + B-2)/2又は(A0 +B0
)/2が生成された後、該生成出力と(A0 +B0 )
/2の水平高域成分とを加算して出力するものであるこ
とを特徴とする請求項4記載の順次走査変換回路。5. The motion-compensated at least one adjacent one
The circuit for extracting the vertical high-frequency component of one field includes a scanning line that is the center of the motion vector for the previous field as YA, a scanning line located one line above as YF, and a scanning line located below one line as YG. (−YF + 2YA−YG) / 4, and the circuit that generates the vertical low-frequency component based on the correlation determination between the lines in the current field includes: Judgment of correlation between pixels from the pixel values A-3 to A + 3 of the horizontal low band component on the scanning line on one line and the pixel values B-3 to B + 3 of the horizontal low band component on the scanning line one line below And pixel value pairs (A-1, B + 1), (A + 1, B
A-1−B + 1 |> | A + 1−B−1 | (a) | A0−B0 |> | A + 1−B-1 | (b) If the expressions (a) and (b) hold, the pixel value pair (A + 1,
B-1) and (A + 2, B-2) are compared, and | A + 1-B-1 |> | A + 2-B-2 | | A + 2-B-2 | > | A + 3−B-3 |, the pixel value pair (A + 2, B-2) is determined as the most correlated pixel value pair, and equation (b) does not hold, and | A0 -B0 | ≤ | A + 1-B-1 |, the pixel value pair (A0, B0) is determined as the most correlated pixel value pair, and the pixel value determined as the most correlated pixel value pair Pair (A + 2, B-2) or (A0, B
0), (A + 2 + B-2) / 2 or (A0 + B0)
) / 2 is generated, and the generated output and (A0 + B0)
5. The progressive scan conversion circuit according to claim 4, wherein the output is obtained by adding a horizontal high-frequency component of / 2.
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---|---|---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7068320B2 (en) | 2001-04-27 | 2006-06-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image processing circuit, image display device, and an image processing method |
US7142248B2 (en) | 2003-04-28 | 2006-11-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Video signal processing apparatus and method, video display apparatus |
KR100995398B1 (en) | 2004-01-20 | 2010-11-19 | 삼성전자주식회사 | Global motion compensated deinterlaing method considering horizontal and vertical patterns |
-
1999
- 1999-07-07 JP JP11193551A patent/JP2001024987A/en active Pending
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